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第1讲无机非金属材料的主角硅,重难点: C、Si元素单质及其重要化合物的化学性质。,【考纲要求】,1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 3.以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物 的性质及应用。,知识梳理题型构建,知识梳理题型构建,碳、硅单质的存在与性质,1C、Si单质的存在形态、物理性质及用途,(1)自然界中碳元素既有游离态,又有化合态,而硅元素因有亲氧性,所以仅有 态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体,硅单质主要有 和 两大类。,(2)单质的结构、物理性质与用途比较,化合,晶体硅,无定形硅,空间网状,软,高,石墨,半导体,知识梳理题型构建,碳、硅单质的存在与性质,2.碳、硅单质的化学性质,碳、硅在参与化学反应时,一般表现还原性。,【递进题组】,题组一,题组二,知识梳理题型构建,1,2,3,知识梳理题型构建,1下列关于硅的说法中,不正确的是() A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是 良好的半导体材料 C硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物 质反应 D加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等 非金属反应,C,解析硅在常温下能与F2、氢氟酸等发生反应。,题组一新材料、新技术下C、Si的考查,题组一,题组二,1,2,3,知识梳理题型构建,B,题组一新材料、新技术下C、Si的考查,题组一,题组二,1,2,3,知识梳理题型构建,题组二工业制取高纯硅,分馏(或蒸馏),题组一,题组二,1,2,3,知识梳理题型构建,题组二工业制取高纯硅,浓硫酸,使滴入烧瓶中的SiHCl3气化,在反应温度下,普通玻璃会软化,有固体物质生成,题组一,题组二,1,2,3,知识梳理题型构建,题组二工业制取高纯硅,排尽装置中的空气,bd,题组一,题组二,1,2,3,知识梳理题型构建,题组二工业制取高纯硅,题组一,题组二,1,2,3,(3)因SiHCl3与水强烈反应,故A中产生的H2必须干燥,故B中的液体一定为浓H2SO4,且C中烧瓶需加热,其目的是使SiHCl3气化,加快与H2的反应。根据题给信息石英管中产生的物质应为硅,故D中现象应有固体产生,由题给信息,制纯硅的反应条件为1 0001 100 ,此温度下普通玻璃容易软化。因高温下H2与O2容易反应而爆炸,故还应排尽装置中的空气。铁与盐酸反应产生Fe2,其检验方法常常采用先将Fe2氧化为Fe3然后再加入KSCN溶液,看是否变血红色来检验。,知识梳理题型构建,碳、硅的氧化物,1一氧化碳,(1)物理性质:,色气体, 毒, 溶于水。,(2)化学性质,燃烧:,还原CuO: 。,, 火焰;,2二氧化碳和二氧化硅的比较,无,有,难,淡蓝色,知识梳理题型构建,碳、硅的氧化物,深度思考,深 度 思 考,知识梳理题型构建,1除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法: (1)CO(CO2):_。 (2)CO2(CO) :_。 (3)CO2(O2) :_。 (4)CO2(SO2):_。 (5)CO2(HCl):_。 (6)CO2(H2S):_。,通过CuSO4溶液,通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶,通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管,通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管,通过饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液,通过饱和NaHCO3溶液,深度思考,深 度 思 考,知识梳理题型构建,2如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂 质)。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂,则 对应答案栏可空着)。 可供选择的试剂:A.盐酸 B氢氧化钠溶液 C氧气 D水E二氧化碳 可选用的操作:水洗;加热;高温灼烧;过滤;结晶。,B,D,A,A,解析可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物;它可跟强碱反应,不跟酸(氢氟酸除外)反应;它受热不分解等性质。而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反应;硅酸、氯化铵能受热分解。通过一定操作,除去杂质。,反应方程式,知识梳理题型构建,【递进题组】,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,题组一二氧化硅的结构与性质,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,题组一二氧化硅的结构与性质,A,C,D,B,E,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,题组一二氧化硅的结构与性质,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,3用四种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误 的是 (),知识梳理题型构建,题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,答案 B,知识梳理题型构建,题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律,4下列实验过程中,始终无明显现象的是() ANH3通入FeSO4溶液中 BCO2通入CaCl2溶液中 CAlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液 D向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2,B,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,熟记可用CO2制取的弱酸,知识梳理题型构建,知识梳理题型构建,题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断,B,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断,6向含有0.2 mol NaOH和0.1 mol Ba(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体,当通入气体为8.96 L(0 ,1.01105 Pa)时立即停止,则这一过程中,溶液中离子的物质的量与通入CO2气体的体积关系图像正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计)(),题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,答案 C,知识梳理题型构建,1反应顺序的判断,当有多种组分与一种物质反应时,判断反应顺序的方法:先假设与其中的一种组分反应,若产物还能与另一种组分反应,则假设错误。 如将CO2通入KOH、Ba(OH)2混合溶液中,假设CO2先与KOH反应,则生成的K2CO3会与Ba(OH)2继续反应生成BaCO3,故假设错误,应该是CO2先与Ba(OH)2反应。,2CO2与碱反应产物的定量判断,CO2通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液的反应与CO2气体的通入量有关,当CO2通入少量时生成碳酸盐,当CO2通入过量时生成碳酸氢盐;当CO2的通入量介于两者之间时,既有正盐又有酸式盐生成,因此推断时一定要注意CO2与碱之间量的关系。,知识梳理题型构建,知识梳理题型构建,硅酸及硅酸盐,1硅酸,硅酸 溶于水,其酸性比碳酸 ,硅酸 (填“能”或”不能”)使紫色石蕊试液变红色。,(1)硅酸不稳定,受热易分解: 。,(2)硅酸能与碱溶液反应,,如与NaOH溶液反应的化学方程式为 。,硅胶吸附水分能力强,常用作 。,(3)硅酸在水中易聚合形成胶体。,2硅酸盐,(1)概念:,的总称,是构成地壳岩石的主要成分。,(2)表示方法:硅酸盐矿物的成分复杂,多用氧化物的形式表示它们的组成,如硅酸钠(Na2SiO3)写成 ,钾云母(KH2Al3Si3O12)写成 。,不能,不,弱,H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O,干燥剂,由硅、氧和金属组成的化合物,Na2OSiO2,K2O3Al2O36SiO22H2O,知识梳理题型构建,硅酸及硅酸盐,(3)硅酸钠(Na2SiO3),它能与酸性较硅酸强的酸反应,化学方程式分别为 与盐酸反应: 。 与CO2水溶液反应: 。,白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称 ,有黏性,水溶液显碱性。,用途:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。,水玻璃,Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3,Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3,知识梳理题型构建,硅酸及硅酸盐,3无机非金属材料,(1)传统无机非金属材料,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。,常见硅酸盐材料,(2)新型无机非金属材料,如 、 、 、 等。,高温结构陶瓷,光导纤维,生物陶瓷,压电陶瓷,【递进题组】,题组一,1,2,题组二,3,4,知识梳理题型构建,知识梳理题型构建,题组一无机非金属材料的组成和性质,解析制普通玻璃的原料主要有石灰石、纯碱和石英,A项不正确;,普通玻璃是混合物,没有固定的熔点,B正确。,A,题组一,1,2,题组二,3,4,知识梳理题型构建,题组一无机非金属材料的组成和性质,B,题组一,1,2,题组二,3,4,知识梳理题型构建,题组一无机非金属材料的组成和性质,A,题组一,1,2,题组二,3,4,知识梳理题型构建,(1)不要混淆二氧化硅和硅的用途,用于制作光导纤维的是SiO2,用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。,(2)水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2;珍珠的主要成分是CaCO3; 钻石是金刚石;宝石的主要成分是Al2O3。,知识梳理题型构建,题组二碳、硅及其化合物的综合推断,SiO2 CaSiO3 Na2SiO3 Si H2SiO3,12,题组一,1,2,题组二,3,4,知识梳理题型构建,题组二碳、硅及其化合物的综合推断,题组一,1,2,题组二,3,4,知识梳理题型构建,(1)解答无机推断题的思维模型,(2)解答硅及其化合物的推断题,高温反应条件、特征反应、单质与碱反应、盐溶液与过量盐酸反应产生白色沉淀等往往是推断题的“突破口”。,探究高考明确考向,1,2,3,【考题训练】,探究高考明确考向,解析SiO2不能导电。,解析合成纤维不是无机非金属材料而是有机物。,解析应用橡胶塞。,1,2,3,(2012广东理综,12B),(2012新课标全国卷,8B),(2012新课标全国卷,8D),(2011浙江理综,8A),(2012海南,4B),探究高考明确考向,(6)SiO2与酸、碱均不反应 ( ) (2012天津理综,2B) (7)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体,出现白色沉淀,则 H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强 ( ) (2012江苏,13C) (8)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂 ( ) (2010江苏,4B),解析SiO2与氢氟酸、NaOH均反应。,解析酸性H2CO3H2SiO3。,1,2,3,(2012天津理综,2B),(2012江苏,13C),(2010江苏,4B),探究高考明确考向,1,2,3,探究高考明确考向,1,2,3,答案 D,探究高考明确考向,1,2,3,探究高考明确考向,SiCl4沸点较低,用冷却液可得到液态SiCl4,平衡气压,浓H2SO4,Al、B、P,1,2,
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